AMEsim高压气体减压装置控制系统设计

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摘要随着科学技术的发展，工业生产对自动化的要求越来越高。石油资源的日益枯竭对汽车内燃机提出了巨大的挑战。本文针对这种现象设计出了一种比较清洁的内燃机高压减压装置及控制系统。一般，汽车高压储气罐中的气体压力很高，而发动机所需的工作压力相对而言很低，为了更好地利用高压气体的能量，一般需要对从储气罐中出来的高压气体经过减压处理，而一般采用的节流减压会存在很大的能量损失。本文采用能量损失较小的容积膨胀式减压系统，通过搭建减压比合理的气动回路模型，对各个减压回路的转换的控制，并在AMEsim软件中进行仿真，用西门子s7-200进行编程，从而设计出了一套能够实现自动控制的系统。63227

毕业论文关键词容积膨胀气动回路自动控制

毕业设计说明书（论文）外文摘要

Title Design of control system of high pressure gas reduced pressure device

Abstract With the development of science and technology, For automation of industrial production demand is higher and higher .The increasing depletion of oil resources is an enormous challenge for automobile engine. To this kind of phenomenon, the author of this paper designed a kind of relatively clean combustion engine high pressure relief device and control system In general, the gas pressure in the high pressure gas tank car is very high, and the engine required working pressure is relatively low, in order to make better use of high-pressure gas energy, the general need for high pressure gas from the gas tank after decompression, and throttle generally use the pressure there will be great energy loss. In this paper, the volume of small energy loss expansion type vacuum system, by building the reduction ratio reasonable pneumatic circuit model, control the conversion of each pressure loop, and in the AMEsim simulation software, using Siemens S7-200 programming, and design a set of system can realize the automatic control.

Keywords:Volume expansion pneumatic loop automatic control

1 引言 1

1.1 课题背景和意义 1

1.2 国内外相关研究现状 1

1.3 拟采用的研究思路 2

2 高压气体减压系统总体设计 3

2.1 任务要求分析 3

2.2 减压比的设计及分析 4

2.3 气动控制回路的设计 5

3 高压气体减压系统建模与仿真分析 6

3.1 应用软件介绍 6

3.2 一级气动回路的搭建 7

3.3 二级气动回路的搭建 9

4 控制系统的设计12

4.1 控制系统的总体分析 12

4.1.1 控制系统功能分析 12

4.1.2 控制原理 12

4.1.3控制流程 13

4.2 编程软件介绍 14

4.2.1 PLC的特点 15

4.2.2 PLC编程原理 16

4.2.3PLC软件之间的比较 17

4.3 控制程序编程实现 18

4.3.1 编程软件主页面18

4.3.2 I/O端口定义 18

4.3.3 PLC硬件选型 20

4.3.4 PLC编程实现 20

结论 23

致谢 24

参考文献 25

1 引言

1．1 课题背景和意义

汽车内燃机的排放污染及石油资源的日渐枯竭对汽车内燃机的生存提出了巨大挑战。找到一种清洁高效的能源替代石油燃料便提上了议事日程，人们的注意力日益集中到那些以新能源作为动力的汽车身上，其中气动汽车具有良好的发展前景。气动汽车顾名思义是以压缩空气作为做功介质，通过高压空气的膨胀对外输出功，它是一种新概念车，于20世界90年代起源于法国。由于发动机没有燃烧过程，完全实现零污染排放，近年来引起社会的关注。气动汽车减压装置是气动汽车的一个重要部件，它的质量好坏车的性能有很大的关系，它在气动汽车中主要起减压和稳压的作用。但是由于气动汽车携带的储气罐容积有限，为了提高存储能量，延长行驶里程，存储的气体压力高达几十兆帕，而气动发动机的工作压力通常在1MPa左右[1]。所以，从储气罐出来的气体要进行减压处理，以便使进入发动机的其他能稳定在1-2MPa左右。因此，能否设计出一套高效的高压气体减压系统关系到该汽车性能的好坏。而现在，一般对高压气体采用的减压方式节流减压，即使高压气体通过小孔或狭缝，以增大气体摩擦的方式来减小气体压力，这种减压方式容易实现，但会给气体带来不可逆转的能量损失，不利于“绿色中国”建设。为此我们必须要设计出一种低能耗的高压气体减压装置，并设计相应的控制系统。